螺旋挡板式RASSOR轮体结构设计方案

　　这款轮体结构的设计初衷，是面向地外天体表面采样作业的特殊工况需求，解决低重力环境下表层松散月壤、风化岩屑的高效采集与输送问题，区别于常规行星探测车轮的纯行走功能，该部件同时承担行走支撑、表层物料切削、物料向内输送的多重作用，是一体化功能集成的轮式作业部件。从实际作业场景来看，这类轮体可搭载于小型星表巡视采样平台，在低重力、无大气的星表环境下作业，不需要额外配置独立的挖掘铲斗、输送料槽结构，仅依靠轮体自身转动即可完成表层物料的切削收集，大幅降低采样机构的整体重量与结构复杂度，适配深空探测任务对载荷重量的严苛约束。

　　结构设计上采用了多组连续螺旋挡板沿轮体周向排布的方案，螺旋挡板的旋向经过匹配计算，当轮体按照设定方向转动时，挡板的切削刃先接触星表松散物料，随着轮体转动，被切削下来的物料会沿着螺旋挡板形成的导料槽向轮体内侧空腔流动，最终汇集到轮体中心的集料区域，不需要额外设置输送机构即可完成物料的收集动作。螺旋挡板的厚度经过力学仿真优化，既保证切削松散风化层时的结构刚度，避免挡板受冲击发生形变，又尽可能控制结构重量，挡板边缘做了小角度倒角处理，降低切削物料时的切入阻力，同时减少硬质颗粒对挡板边缘的磨损。轮体的主体承力部分采用筒式薄壁结构，螺旋挡板与筒体外壁采用一体化连接设计，避免分体装配带来的连接松动风险，适配星表大幅温差环境下的结构稳定性要求，筒体内壁预留了与驱动轴连接的安装接口，接口位置设置了加强筋结构，传递驱动扭矩的同时降低应力集中风险。

　　从安装边界来看，轮体的轴向宽度与径向直径的比例经过作业效率与行走稳定性的平衡计算，径向尺寸满足跨越星表小型凸起障碍的通行要求，轴向宽度保证轮体转动时的接地比压处于合理区间，避免在松散表层下陷过深影响行走与采样效率。轮体与驱动机构的连接采用标准的法兰式接口，安装定位面的形位公差按照精密传动部件的要求设计，保证轮体转动时的径向跳动量控制在允许范围内，避免转动过程中出现额外的振动冲击。螺旋挡板的导料槽深度经过物料流动性仿真验证，能够保证低重力环境下被切削的物料不会在离心力作用下脱离导料槽，顺利沿螺旋路径输送至集料位置，挡板的螺旋升角经过多轮迭代调整，兼顾切削切入性能与物料输送效率，升角过大会导致物料输送阻力增大，升角过小则会降低单次转动的物料收集量。

　　在实际功能实现层面，该轮体不需要额外的作业动作切换，平台行走过程中即可同步完成表层物料的采样收集，当需要进行采样作业时，控制轮体以作业转速转动，螺旋挡板持续切削表层物料并向内输送，当行走转场时，轮体可按照正常行走转速转动，此时螺旋挡板仅起到辅助抓地、提升轮体附着性能的作用，不会额外收集物料，两种工况下不需要对轮体结构做任何调整，仅通过转速与转向控制即可实现功能切换，大幅提升机构的可靠性。针对星表环境中的硬质颗粒磨损问题，螺旋挡板的外露表面可适配耐磨涂层处理，降低长期作业过程中的磨损量，延长部件的作业寿命，轮体的整体结构无复杂的活动零部件，所有结构均为刚性连接，从根源上降低了粉尘进入活动部件导致卡滞的风险，适配星表高粉尘的作业环境。